Question

（2013?安徽）某酸性工业废水中含有K2Cr2O7．光照下，草酸（H2C2O4）能将其中的Cr2O72-转化为Cr3+．某课

（2013?安徽）某酸性工业废水中含有K2Cr2O7．光照下，草酸（H2C2O4）能将其中的Cr2O72-转化为Cr3+．某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe（SO4）4?24H2O]即可对该反应起催化作用．为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：（1）在25℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）．实验编号初始pH废水样品体积/mL草酸溶液体积/mL蒸馏水体积/mL①4601030②5601030③560____________测得实验①和②溶液中的Cr2O72-浓度随时间变化关系如图所示．（2）上述反应后草酸被氧化为______ （填化学式）．（3）实验①和②的结果表明______；实验①中0～t1时间段反应速率v（Cr3+）=______mol?L-1?min-1（用代数式表示）．（4）该课题组对铁明矾[Al2Fe（SO4）4?24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：假设一：Fe2+起催化作用；假设二：______；假设三：______；（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容．（除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4?Al2（SO4）3?24H2O、Al2（SO4）3等．溶液中Cr2O72-的浓度可用仪器测定）实验方案（不要求写具体操作过程）预期实验结果和结论

Answer 1

（1）①②中PH不同，是探究PH对速率的影响；则②③是探究不同浓度时草酸对速率的影响，故答案为：

实验编号	初始 pH	废水样品 体积/mL	草酸溶液 体积/mL	蒸馏水 体积/mL
③			20	20

（2）草酸中碳元素化合价为+3价，被氧化为+4价，所以氧化产物为CO₂，故答案为：CO₂；
（3）由实验①②表明溶液pH越小，反应的速率越快，所以溶液pH对该反应的速率有影响，v（Cr³⁺）=2v（Cr₂O₇^2-）=

c0?c1

t1

×2=

2(c0?c1)

t1

mol?L^-1?min^-1，
故答案为：溶液pH对该反应的速率有影响；

2(c0?c1)

t1

；

（4）根据铁明矾[Al₂Fe（SO₄）₄?24H₂O]组成分析，Al³⁺起催化作用；SO₄^2-起催化作用，故答案为：Al³⁺起催化作用；SO₄^2-起催化作用；
（5）要证明Fe²⁺起催化作用，需做对比实验，再做没有Fe²⁺存在时的实验，所以要选K₂SO₄?Al₂（SO₄）₃?24H₂O；用等物质的量K₂SO₄?Al₂（SO₄）₃?24H₂O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验，反应进行相同时间后，若溶液中c（Cr₂O₇^2-）大于实验①中c（Cr₂O₇^2-），则假设一成立；若两溶液中的c（Cr₂O₇^2-）相同，则假设一不成立；故答案为：

实验方案	预期实验结果和结论
用等物质的量K2SO4?Al2（SO4）3?24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验	反应进行相同时间后，若溶液中c（Cr2O72-）大于实验①中c（Cr2O72-），则假设一成立；若两溶液中的c（Cr2O72-）相同，则假设一不成立．